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第26讲 磁
一、竞赛要点和热点
1．磁体间的相互作用是通过磁场发生的。
2．某点的磁场方向与该点磁感线的切线方向或放在该点小磁针北极所指的方向是一致的。
3．地球本身是个大的磁体(如图1)。地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近。水平放置的小磁针的指向与地理子午线之间的夹角叫磁偏角。
4．丹麦物理学家奥斯特最早发现：通电导线周围存在着磁场。如图2，电流方向与磁场方向可用安培定则(一)来判定：用右手握住导线，让大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指即为磁感线的环绕方向。
通电螺线管周围的磁场跟条形磁铁很相似，见图3。磁场方向可用安培定则(二)来判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向即为通电螺线管的北极。
5．电磁铁是带有铁心的螺线管，电磁继电器是电磁铁的重要应用之一。
二、拓展与提高
为什么磁带能录音、录像？
录音和录像磁带，都是由一种颗粒十分微小的磁粉，加上黏合剂，很均匀地涂敷在涤纶片基上制成的。这些磁粉颗粒排列得非常紧密，当受到磁场的磁化时，在它上面就会留下剩磁，剩磁随着磁场强度的变化而变化。磁带进行录音或录像时，就是把声音或图像通过话筒或电视摄像机，先变成相应的电信号，再把这些电信号，通过录音机或录像机的磁头，变成磁场的强弱变化。磁头是一个特殊的电磁铁，磁头尖上有一个很窄的缝隙，当磁带在磁头缝隙里通过的时候，信号电流通到磁头线圈中，贴在磁头缝隙里的磁带上就有磁感线通过，磁带被磁化，电信号的变化就通过磁场的变化记录在磁带上。在重放时，与上述过程相反，即把磁带上记录的磁场的强弱变化，还原成相应的电信号，再把这电信号经过处理和放大后，送到扬声器或电视监视设备的显像管上，便能放出声音或显示出原来的图像。由于录音、录像磁带的工作原理一样，所以，录像磁带录像时，同时也可以录音。当然，录像磁带的生产，要比录音磁带复杂得多也严格得多。因为声音的频率变化，一般是从几十赫到2万赫的范围，记录和重放都比较方便。而一个极简单的画面和一个极复杂、细致的画面，其相应的电信号，几乎从零赫到几兆赫。
三、例题精析：
例1 如图所示，在环形导线的圆心有一枚能自由转动的小
磁针(小磁针黑色端为N极)，当导线中通以图示方向的电
流时，小磁针将 ( )
A．N极向内，S极向外 (B)S极向内，N极向外
C．N极向左，S极向右 (D)维持原状不动
分析与解： 由备选答案可知，此题要求判断小磁针是否会转动以及怎样转动，这就要判断出通电环形导线内部的磁场方向。
把环形导线看作是无数段微小的直导线组成，根据右手螺旋定则(一)可判断导线环内的磁感应线由纸外指向纸内，由于小磁针受磁力作用，它的北极所指的方向跟磁感应线方向一致。所以小磁针的北极指向纸内，而南极指向纸外。
答案 A
或者，把环形导线看作是单匝的螺线管，根据右手螺旋定则(二)可知，纸内是北极，纸外是南极。由于螺线管内部的磁感应线是由南极出来，回到北极。所以导线环内的磁感应线是由纸外指向纸内。同理可得正确答案为A.
例2： 如图所示，电源电压为3 V，小灯泡上标
有“3 V，1．5 w”的字样，轻质弹簧上端固定且
和导线接触良好，当开关s断开时，弹簧下端恰
好能和水银槽中的水银面接触，则当开关s闭合
时，小灯泡将( )
(A)正常发光 (B)不能发光
(C)忽明忽暗 (D)以上三种情况都有可能
分析与解： 看完题目，首先应该思考的一个问题是：电灯为什么会亮 由电学知识可知，如果电路闭合，灯就亮，反之灯就不亮。有了这个中心．回过头来就应该分析题目给的电路图；分析装置，即可知道这是有关电流的磁效应的问题，其中的弹簧是一通电线圈，可产生磁效应。这样就可得到以下分析：当开关闭合后．由于水银导电，所以轻质弹簧上有电流通过，每一匝线圈都可以看作一个单独的螺线管，上端为N极，下端为s极，相邻部分为异名磁极，各线圈相互吸引，因为弹簧上端固定，弹簧长度缩短，A点离开水银面，电路断开，线圈失去磁性，弹簧又恢复原长，又与水银面接触，于是又开始重复上述过程，这样弹簧就不断上下振动，使A点时而接触水银面，时而离开水银面，也即电路一会儿闭合，一会儿断开，我们看到的现象应当是灯忽明忽暗：
答案 C
四、能力训练
1．将重力均为G的两磁环A、B套在光滑的塑料架上，磁环A“悬浮”在空中，
如图所示，设A、B两环所受的支持力分别为FA、FB，则
A．FA=G、FB=G B.FA＝G、FB=2G
C．FA=2G、FB=2G D．FA=2G、FB=G
2．实验室有一个旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法分辨正负极。小康同学设计了下面判断电源两极的方法，在桌面上放一个小磁针，在磁针东面放一个螺线管，如图所示。闭合开关后，磁针指南的一端向东偏转。下列势断正确的是。
A．电源A端是正极，在电源内电流由A流向B B．电源A端是正极，在电源内电流由B流向A
C．电源B端是正极，在电源内电流由A流向B
D．电源B端是正极，在电源内电流由B流向A
3．如图所示，磁性水雷是由一个小磁针来控制起爆电路的
水雷．当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷爆炸，其根本
依据是( )
(A)磁极间的相互作用规律 (B)电荷间的相互作用规律
(C)磁场对电流的作用原理 (D)电磁感应原理
4．上海引进德国的磁悬浮技术，从浦东机场至陆
家嘴建一条长达30km的磁悬浮列车示范段。磁悬浮
列车根据采用电磁铁的类别可以分为常导吸引型及
超导排斥型两大类。常导吸引型磁悬浮列车，是以
常导磁铁、导轨为导磁体，通过异名磁极间相互吸引
使车身离开导轨，用气隙传感器调节悬浮间隙（悬浮
高度10mm），适用于在城市及近郊中低速的交通运输，
成本较低。超导排斥型磁悬浮列车，它是靠超导磁铁
和低温技术来实现悬浮运行，悬浮高度为 l00mm，由浸入低温（－268．8℃）槽内的超导材料制成电磁线圈，装在车上，这种线圈电阻为零，使它产生强大的磁场，与埋设在轨道上的闭合铝环线圈的感应磁场相互作用，互相排斥而浮起，此种类型磁悬浮列车可超高速运行（理论上可达1000km／h）根据上文，思考并回答下列问题：
（1）磁悬浮利用的是什么原理？____________；
（2）为什么悬浮能提高运行速度？________________________；
（3）采用超导材料有什么突出的优点？________________________。
5．填写出下列生活中常见现象及做法的原理．
(1)机械手表不要放在电视机、收音机旁，因为 ；
(2)房门后及相对应的墙壁上各安装有磁铁及铁块，是利用磁铁防止门因风吹等原因而关闭 ；
(3)将螺丝刀在磁铁上朝一个方向刮几下再去拧细小的螺丝，道理是． 。
6．我们知道在电流的周围存在着磁场、磁场之间有力的作用．磁场对电流的作用其实质就是磁场与磁场间的作用．因而人们猜想电流之间有没有力的作用呢 如果有，它们之间的相互作用有什么规律吗 请你设计验来探究此问题。
7．电脑的软磁盘为什么不能和永磁体放在一起
8．实验：探索电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
实验器材：
若干质量相同的小铁片(或大头针)、绝缘铜线(漆包线)
干电池、2个水杯、4个同一型号、至少5cm长的铁螺钉、记号笔、胶带、砂纸
实验过程：
做4个磁性强弱不同的电磁铁比较电磁铁磁力大小；
分析磁性强弱和绕在电磁铁上线圈匝数的关系；
记录数据
电磁铁 缠绕的漆包线匝数y 吸起的小铁片数x
A 10 5
B 20 8
C 30 13
D 40 18
（1）用x轴表示吸起的小铁片(大头针)个数，用y轴表示线圈的匝数．根据表中给
出的数据在坐标纸上描点，并作出图像．
（2）用作出的图像估测缠50匝线圈的螺钉能吸起小铁片(或大头针) 的个数 。
（3）电磁铁缠绕的线圈匝数增加，电磁铁磁力的大小如何变化？ 。
（4）写出线圈匝数和吸起小铁片(或大头针)数量变化的关系式 。
（5）在实验中要用同一型号规格的螺钉，这是为了 。
第26讲参考答案：
1．B 2．C3．A
4．（1）就用磁极间的相互作用即同名磁极相互互推斥，异名磁极间相互吸引的原理 （2）使车身离开导轨从而减少列车运行时所受到的阻力。（3）线圈电阻为零，电流大，使线圈产生强大的磁场。
5．（1）电视、收音机中的电流流过时会产生磁场，使机械手表走时不准；
（2）磁铁能吸引铁的性质；（3）螺丝刀被磁化后能吸引螺丝，防止螺丝掉落。
6．将两根直导线用细线吊起来相互靠近，让它们能自由摆动．然后各自通入电流观察其现象；改变它们中的电流方向使之相同或相反，观察现象，从而认识电流之间也有力的作用，且当电流方向相反时导线之间出现斥力而远离，当电流方向相同时，导线之间出现引力而相吸。
7．电脑软磁盘是用磁性材料制成的，里面记录着信息，当软磁盘和永磁体放在—起时，
盘中的磁性刻录会被磁化使盘中的信息丢失，因此注意，软磁盘不能和永磁体放在—起
8．
(1)如图
（2）y=kx k=y/x=22匝/10个=2.2匝/个
50匝/2.2匝/个=23个
(3)增加
(4) y=kx=2.2x
(5)同一型号螺钉才能保证比例系数为常数，螺钉的大小和制作材料影响磁性强弱。
图3
图2
图1
A

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